Тыныс алу тізбегінде: функционалдық ферменттер

кез келген ағза жасушаларының Барлық биохимиялық реакциялар энергия шығындармен орын. Тыныс алу тізбегінде - Митохондрия ішкі мембранада орналасқан және АТФ қалыптастыру үшін қызмет етеді жүйелілігі нақты құрылымдар. Аденозин энергия әмбебап көзі болып табылады және 80-ден 120 кДж жиналып қалуы мүмкін.

Респираторлық электрон тізбек - бұл не?

Протондар мен электрондардың энергетикалық тәрбиелеуде маңызды рөл атқарады. ағымдағы - Олар бөлшектердің бағытталған қозғалысы жасайды митохондрия мембраналар қарсы жағына кернеуде айырмашылық жасайды. Тыныс алу тізбегінде (ол ЕСЖ, электрон көлік тізбегі) оң Мембранааралық кеңістікте зарядталған бөлшектердің және теріс Митохондрия ішкі мембрана қалыңдығы зарядталған бөлшектердің беру делдал болып табылады.

энергия қалыптастырудағы басты рөл ATP-синтетазаның тиесілі. энергиясын Бұл кешен жиынтығы биохимиялық энергетикалық байланыстарды Протон қозғалыс бағытын өзгертеді. Айтпақшы, өсімдіктердің хлоропластов орналасқан кешеніне бірдей дерлік болып табылады.

тыныс алу тізбегі ферменттер мен кешендер

Electron аудару фермент жүйесінің қатысуымен биохимиялық реакциялардың жүреді. Бұл биологиялық белсенді заттар, ірі күрделі құрылымдарды қалыптастыру, оның көптеген көшірмелері, электрондардың трансфертіне делдалдар ретінде қызмет етеді.

тыныс алу тізбегінің кешендері - зарядталған бөлшектердің көлік орталық компоненттері болып табылады. ішкі митохондрий 4 мембраналар Барлығы осындай қалыптастыру болып табылады, сондай-ақ ATP синтетаза. , Соның салдарынан Мембранааралық кеңістікте сутегі протондар орау ЕСЖ электронды беруді және - Барлық осы құрылымдардың ортақ мақсат ортақ АТФ синтезін.

күрделі ферменттер, құрылымдық және сигналдық тиіндер бар, олардың арасында белок молекулаларының, бір кластер. оның тек оның тән, функцияны орындау 4 кешендерін Әр. ның ЕСЖ тапсырмалары осы құрылымдарды ұсынатын көрейік.

Мен кешенді

митохондрий мембранасының негізгі рөл тыныс алу тізбегі атқарады ішкі электрондардың аудару. оларды ілеспе сутегі протондар мен электрондардың жою реакция - және т.б. негізгі реакциялардың бірі көлік тізбегінің бірінші жиыны төрт сутегі протондар бөлшектенуінің кейіннен НАД * Н + (жануарлардың) немесе NADP * H + (өсімдіктер) молекуласы көздейді. Шын мәнінде, салдарынан Мен сондай-ақ NADH деп аталады, осы күрделі биохимиялық реакция - дегидрогеназы (атындағы орталық ферменттер).

құрамы дегидрогеназы күрделі темір-күкіртті белоктар 3 түрлерін және Флавин mononucleotide (ЖМК) қамтиды.

II кешені

Бұл кешеннің жұмысы Intermembrane кеңістігінде сутегі протондар беруді байланысты емес. Осы құрылымның негізгі функциясы сукцинат тотығу арқылы көлік тізбегіндегі электрондарды қосымша электрондарды қамтамасыз ету болып табылады. Орталық фермент кешен - убихинон үшін янтарь қышқылы және аудару жылғы электрондардың бөлшектемей липофильных болып катализдейді сукцинат-убихинон oxidoreductase.

Екінші кешеніне сутегі протондар мен электрондардың Жеткізуші, сондай-ақ ФАД * H _2. НАД немесе NADP * H * H. - Алайда, оның аналогтарының кем аденин динуклеотид тиімділігін Флавин

құрамы II күрделі темір-күкірт ақуыздар және орталық oxidoreductase фермент сукцинат үш түрі тұрады.

III кешені

шот келесі құрамдас, ЕСЖ цитохром б ₅₅₆ тұрады B _560, және с _1, сондай-ақ темір-күкірт белок қаупі. Үшінші жиынтығын Жұмыспен қамту С цитохром екі сутегі Мембранааралық кеңістікте протон, және липофильных убихинон жылғы электрондардың ауысуына байланысты

ақуыз Тәуекелдерді ерекшелігі, ол май еритін болып табылады. Суда еритін тыныс алу тізбегі кешендерінде кездесті осы топтың басқа да белоктар. Бұл функция ішкі митохондрий мембранасының қалыңдығы ақуыз молекулаларының ұстанымын әсер етеді.

убихинон-цитохром С oxidoreductase сияқты функцияларды үшінші жиынтығы.

күрделі IV

Және т.б. соңғы мақсаттағы Ол цитохром антиоксидантты кешен Оның лауазымдық оттегі атомдары үшін цитохром С электрондарды беруге болып табылады. Кейіннен теріс O атомдары су қалыптастыру сутегі протоны бар әрекет етеді зарядталған. Негізгі фермент - цитохром С oxidoreductase оттегі.

Төртінші кешенінің құрылымы цитохром A, A _3, және екі мыс атомы кіреді. оттегі электрондардың ауысуына орталық рөлі цитохром _{3 барды.} Осы құрылымдардың өзара іс-қимыл жаһандық мағынада, азот цианид көміртегі тотығы және басым, ол ATP синтез және жою тоқтату әкеледі.

убихинон

Убихинон - мембрананың қалыңдығы еркін жылжиды дәруменге сияқты зат, бір липофильных қосылыс. митохондрий тыныс алу тізбегі, осы құрылымның жоқ, яғни. К істей алмайды. Бұл кешен III үшін кешендерін І және ІІ бастап электрондық көлік үшін жауапты болып табылады.

Убихинон бір benzoquinone туынды болып табылады. Бұл құрылым сұлбасы Q хатпен немесе қысқартылған Л.Н. (липофильных убихинон) тармағында аталған болуы мүмкін. молекуласының тотығу семихинонды қалыптастыру әкеледі - ұяшық үшін ықтимал қауіпті күшті окислителе.

ATP синтетаза

энергия қалыптастырудағы басты рөл ATP-синтетазаның тиесілі. Бұл құрылым химиялық энергиясына оны түрлендіру үшін бөлшектердің gribopodobnaya энергетикалық бағытталған қозғалыс (протон) пайдаланады.

ЕСЖ бүкіл жүреді негізгі процесі - тотығу болып табылады. тыныс алу тізбегі митохондрий мембрананың қалың және матрицада олардың жинақтау электрондық көлік үшін жауапты болып табылады. Сонымен қатар, I, III және IV кешендер Мембранааралық кеңістікте сутегі протоны айдалады. мембрананың жағында заряд айырмашылық ATP синтетазаның арқылы протондар бағытталған қозғалысына әкеледі. су - H + матрица енгізіңіз бастап, электрондар ұяшық үшін бейтарап зат қалыптастыру (оттегі байланысты екенін) қанағаттандырылады.

ATP синтетаза F0 тұрады бірге маршрутизатор молекуласы және F1 суббірліктердің. F1 бірге Арнаны қалыптастыру үш үш альфа және бета суббірліктерден тұрады. Бұл арна дәл осындай диаметрі, сутегі протондар бар. Бар ATP синтетаза басшысы F ₀ молекулаларының арқылы оң зарядталған бөлшектердің өту өз осінің айналасында 360 градусқа бұрмалап отыр. Осы уақыт ішінде, AMP немесе АДФ (adenozinmono- және дифосфат) энергия үлкен мөлшерін қоршап жоғары энергетикалық облигациялар, фосфорит қалдық бекітіледі.

ATP синтетаза митохондрия ғана емес, дене табылған. өсімдіктер, бұл кешендер, сондай-ақ вакуолей (tonoplast), сондай-ақ хлоропласт thylakoids мембраналар орналасқан.

Сондай-ақ, мал жасушаларының және өсімдік ATPases осы болып табылады. Олар ATP синтетазаның сияқты ұқсас құрылымы бар, бірақ олардың іс-қимыл энергиясын жұмсау үшін фосфат қалдықтары жоюға бағытталған.

тыныс алу тізбегінің биологиялық мағынасы

Біріншіден, түпкі өнім ЕСЖ реакциялар деп аталатын зат алмасу су (тәулігіне 300-400 мл) болып табылады. Екіншіден, молекуласының биохимиялық облигациялармен ATP және энергетикалық сақтау синтезі. күні 40-60 кг аденозин синтезделген, және сол ферменттік реакциялар жасушаларының пайдаланылады. АТФ молекуласының бір өмір 1 минут болып табылады, сондықтан тыныс алу тізбегі дәл және қатесіз, бірқалыпты жұмыс істеуге тиіс. Олай болмаған жағдайда, ұялы өледі.

Митохондриялар кез келген ұяшық электр станциялары қарастырылады. Олардың саны белгілі бір функциялар үшін талап етіледі энергетика байланысты. Мысалы, нейрондар көбінесе синаптические деп аталатын ұшу кластерін қалыптастыру 1000 митохондрия дейін санауға болады.

өсімдіктер мен жануарлардың тыныс алу тізбегі арасындағы айырмашылықтар

өсімдіктер, ұяшықтың қосымша «электр станциялары» а хлоропласт табылады. Осы органеллалар ішкі мембраналар, сондай-ақ ATP рукциях тауып, және осы жануар жасушаларының артықшылығы болып табылады.

Сондай-ақ, өсімдіктер және т.б. байланысты цианидін төзімді жолына көміртегі тотығы, азот және цианидін жоғары концентрациясы аман болады Тыныс алу тізбегінде осылайша электрондар тікелей оттегі атомдарының беріледі, оның убихинон, аяқталады. Нәтижесінде, кем ATP синтезделген, алайда, өсімдік қолайсыз жағдайлар аман болады. Мұндай жағдайларда Жануарлар, өлуге ұзақ экспозиция.

1 электрон тасымалдаған кезде біз ATP индикатор қалыптастыру арқылы НАД, ФАД және цианид төзімді жолына тиімділігін салыстыруға болады.

• НАД немесе NADP АТФ 3 молекулалар қалыптастырған бар;
• ФАД АТФ екі молекулалар түзіледі;
• цианиді 1 орнықты жолы ATP молекуласын түзеді.

ЕСЖ Эволюциялық маңыздылығы

барлық эукариот организмдердің үшін, энергия негізгі көзі тыныс алу тізбегі болып табылады. ұяшыққа Биохимия ATP синтез екі түрі, фосфорилирование субстрат және тотығу фосфорлану бөлінеді. ЕСЖ яғни, энергия екінші түріне синтездеу кезінде қолданылады. E. арқасында реакциялар тотығу-тотықсыздану үшін.

прокариоттық организмдерде ATP гликолиз сатысында фосфорилирование субстрат тек қалыптасады. Алты-көміртегі қанттар (мүмкіндігінше глюкоза) реакция циклінде, және шығыс ұялы АТФ екі молекуласы алады. энергетика бұл түрі ең қарабайыр синтез, яғни болып саналады. Қ эукариот тотыға фосфорленуге кезінде 36 молекула АТФ қалыптасады.

Алайда, бұл бүгінгі өсімдіктер мен жануарлар фосфорлану негіздері қабілетін жоғалтқан дегенді білдірмейді. ATP синтез Тек бұл түрі ұяшықта энергия өндіру үш кезеңнен тек бір болды.

эукариот гликолиздің ұяшықтың цитоплазмасында орын алады. екі молекуласы глюкоза Джулио болады барлық қажетті ферменттер бар пировиноградной қышқылы АТФ 2 молекула қалыптастыру. Барлық кейінгі қадамдар митохондрий матрицада өтеді. Кребс циклі немесе tricarboxylic қышқылы циклі, митохондрия жүреді ретінде. Бұл НАД және ФАД * H * H2 синтездеу, оның нәтижесінде тізбекті реакция жабылды. Бұл молекулалар т.б. тұтыну ретінде пайдаланылатын болады